一種運(yùn)動(dòng)檢索方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，特別是涉及一種運(yùn)動(dòng)檢索方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在目前的游戲系統(tǒng)開發(fā)過程中，如何表現(xiàn)人物角色的運(yùn)動(dòng)是一個(gè)重要的研究課 題。尤其是動(dòng)作類游戲，豐富的人物技能動(dòng)作會(huì)給游戲帶來強(qiáng)烈的打擊感。人體具有數(shù)十個(gè) 以上的運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)和非常復(fù)雜的肢體運(yùn)動(dòng)，隨著運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)的日益增長(zhǎng)，動(dòng)畫師如何從海 量的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)中找出需要的信息成為一個(gè)重要的問題。針對(duì)該問題，目前引入了運(yùn)動(dòng)檢索 技術(shù)，該技術(shù)是以給定的一段運(yùn)動(dòng)序列作為輸入信息，然后從已有的運(yùn)動(dòng)庫(kù)中查找與之相 似的運(yùn)動(dòng)片段，以便動(dòng)畫師在所匹配的片段基礎(chǔ)上選擇需要編輯的動(dòng)畫進(jìn)行編輯修改。
[0003] 近年來，研究運(yùn)動(dòng)檢索的方法主要分為運(yùn)動(dòng)數(shù)值相似和運(yùn)動(dòng)邏輯相似兩個(gè)方向。 其中，運(yùn)動(dòng)數(shù)值相似是通過判斷兩幀運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的幾何數(shù)據(jù)值(位置、夾角等)是否相 似，來確定兩幀運(yùn)動(dòng)是否相似;運(yùn)動(dòng)邏輯相似是通過判斷運(yùn)動(dòng)所表達(dá)的語(yǔ)義(肢體朝向、運(yùn) 動(dòng)風(fēng)格等)是否相似，來確定兩幀運(yùn)動(dòng)是否相似。
[0004] 運(yùn)動(dòng)檢索過程中，主要包含對(duì)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的特征提取和特征匹配。例如在現(xiàn)有的一 種基于運(yùn)動(dòng)數(shù)值相似的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)檢索方法中，采用骨骼夾角數(shù)值作為對(duì)原始運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的特 征表示;然后基于所提取關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)在相似運(yùn)動(dòng)片段之間具有一致性的特點(diǎn)，在兩兩關(guān)鍵 幀集合之間建立相似度歐拉距離矩陣進(jìn)行相似度匹配。其中，每?jī)蓭南嗨贫葰W拉距離，按 照下述公式得到：
[0005]
[0006] 其中，F(xiàn)，Q分別是兩幀的運(yùn)動(dòng)序列，吟和巧分別是幀F(xiàn)和幀Q的骨骼夾角八元組的第 i個(gè)分量，m是人體骨架模型上的骨骼段數(shù)量。
[0007] 在現(xiàn)有的運(yùn)動(dòng)檢索方法中，是由CPU處理器來計(jì)算出每?jī)蓭南嗨贫葰W拉距離的， 在計(jì)算該相似度歐拉距離時(shí)，上述公式中的111個(gè)（€ -巧）的平方需要由CPU處理器采用串 行的方式依次計(jì)算出來，這種依次遍歷兩幀骨骼夾角值的方式將會(huì)導(dǎo)致上述運(yùn)動(dòng)檢索方案 存在時(shí)間開銷大、效率低的問題。同樣的，以其它任何幾何特征作為運(yùn)動(dòng)特征的匹配方法 中，也都無法避免這種依次遍歷大量運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)而存在的上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種運(yùn)動(dòng)檢索方法和裝置，具有較高的檢 索效率。
[0009] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：
[0010] 一種運(yùn)動(dòng)檢索方法，包括：
[0011]根據(jù)當(dāng)前待匹配的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)序列，得到其中每一幀中各運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的三維空間參 數(shù)值；
[0012] 從所述幀中選擇出關(guān)鍵幀，對(duì)于每個(gè)關(guān)鍵幀，利用該幀中預(yù)設(shè)的特征運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)點(diǎn) 的三維空間參數(shù)值，構(gòu)造出該幀的特征向量組；
[0013] 對(duì)于每個(gè)所述關(guān)鍵幀，根據(jù)該幀的特征向量組，利用圖形處理器GPU，采用并行處 理的方式，計(jì)算出該幀與運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)中每一幀的相似度歐拉距離，并根據(jù)所述相似度歐拉 距離，確定出與該關(guān)鍵幀相匹配的幀。
[0014] 一種運(yùn)動(dòng)檢索裝置，包括：
[0015] 特征提取單元，用于根據(jù)當(dāng)前待匹配的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)序列，得到其中每一幀中各運(yùn)動(dòng) 關(guān)節(jié)點(diǎn)的三維空間參數(shù)值;從所述幀中選擇出關(guān)鍵幀，對(duì)于每個(gè)關(guān)鍵幀，利用該幀中預(yù)設(shè)的 特征運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的三維空間參數(shù)值，構(gòu)造出該幀的特征向量組；
[0016] 匹配單元，用于對(duì)于每個(gè)所述關(guān)鍵幀，根據(jù)該幀的特征向量組，利用圖形處理器 GPU，采用并行處理的方式，計(jì)算出該幀與運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)中每一幀的相似度歐拉距離，并根據(jù) 所述相似度歐拉距離，確定出與該關(guān)鍵幀相匹配的幀。
[0017] 綜上所述，本發(fā)明提出的運(yùn)動(dòng)檢索方法和裝置，利用圖形處理器GPU，采用并行處 理的方式，計(jì)算出每一關(guān)鍵幀與運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)中每一幀的相似度歐拉距離，可以有效提高的 檢索效率。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的方法流程示意圖；
[0019] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì) 本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0021] 本發(fā)明的核心思想是:利用圖形處理器(GPU)的大規(guī)模并行計(jì)算能力來對(duì)兩幀的 運(yùn)動(dòng)特征向量組求距離，如此可以大幅度提高運(yùn)動(dòng)檢索效率。
[0022] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的流程示意圖，如圖1所示，該實(shí)施例主要包括：
[0023]步驟101、根據(jù)當(dāng)前待匹配的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)序列，得到其中每一幀中各運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的三 維空間參數(shù)值。
[0024] 本步驟，用于將待匹配的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)序列轉(zhuǎn)化成每一幀的各關(guān)節(jié)點(diǎn)的三維空間參數(shù) 值，以便在后續(xù)步驟中基于此構(gòu)造出關(guān)鍵幀的特征向量組用于檢索匹配。該三維空間參數(shù) 值是每個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)在世界坐標(biāo)系中的絕對(duì)位置參數(shù)，需要通過空間復(fù)合變換的方式得到。本 步驟具體可以采用現(xiàn)有方法實(shí)現(xiàn)，在此不再贅述。
[0025] 步驟102、從所述幀中選擇出關(guān)鍵幀，對(duì)于每個(gè)關(guān)鍵幀，利用該幀中預(yù)設(shè)的特征運(yùn) 動(dòng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的三維空間參數(shù)值，構(gòu)造出該幀的特征向量組。
[0026] 本步驟中，需要先從步驟101中得的數(shù)據(jù)結(jié)果中提取出關(guān)鍵幀，然后再利用關(guān)鍵幀 的三維空間參數(shù)值，構(gòu)造出相應(yīng)的特征向量組，以便在后續(xù)步驟中基于該特征向量組進(jìn)行 檢索匹配。
[0027] 較佳地，這里可以采用現(xiàn)有的極限姿態(tài)方法，從所述幀中選擇出所述關(guān)鍵幀。該方 法將分析一段運(yùn)動(dòng)的整體姿態(tài)變化規(guī)律，考慮相鄰兩幀之間變化速度差別最大的時(shí)刻，作 為關(guān)鍵幀提取條件，其具體實(shí)現(xiàn)方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所掌握，在此不再贅述。
[0028]在實(shí)際應(yīng)用中，所述特征運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)點(diǎn)可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行預(yù)先 設(shè)置。較佳地，特征運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)點(diǎn)可以包括位于軀干、右胳膊、左胳膊、右腿和左腿五個(gè)肢體上 的關(guān)節(jié)點(diǎn)，假設(shè)每個(gè)肢體上有3個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)，則每個(gè)關(guān)鍵幀的特征運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)點(diǎn)數(shù)量為15個(gè)，每 個(gè)關(guān)鍵幀的特征向量組可以表示為辦__={>()，6 1，...，614}，其中61表示第1個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)的 三維空間參數(shù)值。
[0029]步驟103、對(duì)于每個(gè)所述關(guān)鍵幀，根據(jù)該幀的特征向量組，利用圖形處理器GPU，采 用并行處理的方式，計(jì)算出該幀與運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)中每一幀的相似度歐拉距離，并根據(jù)所述相 似度歐拉距離，確定出與該關(guān)鍵幀相匹配的幀。
[0030] 本步驟與現(xiàn)